A. Latar Belakang KEMAMPUAN ALFA SELULOSA DARI SABUT KELAPA HIJAU (Cocos nucifera L.) SEBAGAI BIOADSORBEN LOGAM BERAT KADMIUM (Cd).
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Logam berat masuk ke lingkungan melalui dua cara yaitu secara natural
dan antropogenik. Pada kondisi alami, logam berat terlepas ke lingkungan akibat
pelapukan sedimen yang disebabkan cuaca, erosi, dan aktivitas vulkanik.
Terlepasnya logam berat secara antropogenik, yaitu akibat aktivitas manusia
seperti limbah perindustrian (Istarani dan Pandebesie, 2014). Berkembangnya
perindustrian seiring dengan meningkatnya jumlah pabrik sehingga semakin
tinggi pula tingkat pencemaran lingkungan.
Kadmium merupakan salah satu logam berat yang umum mencemari
perairan, selain timbal (Pb), merkuri (Hg), dan aluminium (Al). Bentuk
pencemarannya dapat berupa larutan atau padatan yang sering ditemukan di balik
batu dan dalam bentuk sulfida yang berasal dari buangan industri yang
terkontaminasi, lindi dari secure landfill yang tidak terkendali, kegiatan
pertambangan yang buruk dan kebocoran pada kolam penampung limbah
(Istarani dan Pandebesie, 2014). Umumnya pencemaran kadmium di perairan
berasal dari limbah industri pengolahan bijih logam, industri pestisida, industri
plastik, dan pertambangan. Kadmium yang terakumulasi dalam tubuh makhluk
hidup memiliki waktu paruh yang panjang dan umumnya terakumulasi dalam
hepar dan ginjal. Kadmium memiliki sifat karsinogen, mutagenik dan
1
2
teratogenik, bahkan pada konsentrasi yang rendah dapat menginaktifkan berbagai
aktivitas kerja enzim yang diperlukan sel (Rumahlatu dkk, 2012).
Usaha – usaha yang umum dilakukan untuk mengatasi pencemaran logam
berat yaitu secara fisik, kimiawi, dan biologi. Teknik remidiasi logam berat Cd
dalam penelitian ini dilakukan secara biologi dengan metode bioadsorpsi
menggunakan alfa selulosa sebagai bioadsorben, yang diisolasi dari sabut kelapa
hijau. Bioadsorpsi yaitu proses penyerapan yang menggunakan biomaterial
(biomassa dari tumbuhan yang telah mati) sebagai bioadsorben. Bioadsorben
memiliki kemampuan menyerap melalui pengikatan aktif dan pasif (Lestari dkk,
2012). Sabut kelapa merupakan hasil sampingan buah kelapa yang kaya akan
serat. Umumnya bagian – bagian buah kelapa yang dimanfaatkan hanya
tempurung, endosperm, dan air kelapa saja. Sabut memiliki proporsi lebih besar
yaitu 35% dari proporsi komponen lain buah kelapa (Saleh dkk, 2009).
Kurangnya pengoptimalan sabut kelapa menyebabkan sabut menjadi limbah,
yang menganggu estetika lingkungan.
Komponen dasar sabut kelapa terdiri dari selulosa, hemiselulosa dan lignin.
Selulosa merupakan salah satu komponen penyusun dinding sel tumbuhan.
Selulosa memiliki material padatan berpori sehingga mampu menyerap bahan –
bahan di sekelilingnya. Selulosa dibagi atas tiga jenis yaitu alfa selulosa, beta
selulosa, dan gamma selulosa. Penelitian ini akan mengisolasi alfa selulosa yang
tinggi dari sabut kelapa hijau sebagai bioadsorben logam berat kadmium karena
alfa selulosa dianggap sebagai penduga tingkat kemurnian selulosa.
3
B. Keaslian Penelitian
Penelitian Sumada dkk (2011), menunjukkan proses isolasi Alfa Selulosa
dari batang ubi melalui tahap delignifikasi dengan Na2SO3 20% (pH 11) dan
bleaching dengan H2O2 2% menghasilkan α-selulosa lebih besar dibandingkan
tahap delignifikasi dengan NaOH (pH 14) dan Na2SO4 20% (pH 9) dan bleaching
dengan NaOCl 5%. Ini dikarenakan larutan dengan pH besar (pH 14) dapat
melarutkan α-selulosa dan jika pH larutan kecil (pH 9) menyebabkan kelarutan
lignin dan ADF rendah.
Penelitian Safrianti dkk (2012) menggunakan selulosa jerami padi
melalui proses delignifikasi dengan NaOH 3% menunjukkan bahwa selulosa
yang teraktivasi asam nitrat 1 M dalam waktu kontak 90 menit mampu
mengadsorpsi logam berat timbal (Pb) sebesar 4,5 mg/g dibandingkan serbuk
jerami yang teraktivasi asam nitrat 0,2 dan 0,6 M.
Hasil penelitian Lestari dkk (2012) menunjukkan bahwa penambahan 20
mg serbuk eceng gondok mampu menurunkan kadar kadmium (Cd) pada air
sumur gali, sebesar 0,00231 mg/L atau 33,72% selama 60 menit dengan
kecepatan pengadukan 150 rpm. Hal ini dikarenakan serbuk eceng gondok
mengandung kadar selulosa tinggi yaitu 72,63%.
4
C. Rumusan Masalah
1. Berapakah konsentrasi yang efektif pada Alfa Selulosa terdelignifikasi
NaOH dan Alfa Selulosa terdelignifikasi Na2SO3 dalam bioadsorpsi logam
berat kadmium (Cd)?
2. Seberapa besar kemampuan yang dimiliki Alfa Selulosa sabut kelapa hijau
(Cocos nucifera L.) dalam bioadsorpsi logam berat kadmium (Cd)?
D. Tujuan Penelitian
1. Mengetahui konsentrasi Alfa Selulosa yang efektif antara alfa selulosa
terdelignifikasi NaOH dengan alfa selulosa terdelignifikasi Na2SO3 dalam
bioadsorpsi logam berat kadmium (Cd).
2. Mengetahui seberapa besar kemampuan Alfa Selulosa dalam bioadsorpsi
logam berat kadmium (Cd).
E. Manfaat
Penelitian ini diharapkan meningkatkan pengoptimalan penggunaan
limbah untuk mengatasi limbah khususnya limbah sabut kelapa hijau yang kaya
akan serat (Selulosa/Alfa Selulosa) untuk menurunkan pencemaran logam berat
kadmium (Cd) di perairan. Penelitian ini juga diharapkan menjadi promotor
pengembangan metode alternatif lain yang lebih mudah dan murah.
A. Latar Belakang
Logam berat masuk ke lingkungan melalui dua cara yaitu secara natural
dan antropogenik. Pada kondisi alami, logam berat terlepas ke lingkungan akibat
pelapukan sedimen yang disebabkan cuaca, erosi, dan aktivitas vulkanik.
Terlepasnya logam berat secara antropogenik, yaitu akibat aktivitas manusia
seperti limbah perindustrian (Istarani dan Pandebesie, 2014). Berkembangnya
perindustrian seiring dengan meningkatnya jumlah pabrik sehingga semakin
tinggi pula tingkat pencemaran lingkungan.
Kadmium merupakan salah satu logam berat yang umum mencemari
perairan, selain timbal (Pb), merkuri (Hg), dan aluminium (Al). Bentuk
pencemarannya dapat berupa larutan atau padatan yang sering ditemukan di balik
batu dan dalam bentuk sulfida yang berasal dari buangan industri yang
terkontaminasi, lindi dari secure landfill yang tidak terkendali, kegiatan
pertambangan yang buruk dan kebocoran pada kolam penampung limbah
(Istarani dan Pandebesie, 2014). Umumnya pencemaran kadmium di perairan
berasal dari limbah industri pengolahan bijih logam, industri pestisida, industri
plastik, dan pertambangan. Kadmium yang terakumulasi dalam tubuh makhluk
hidup memiliki waktu paruh yang panjang dan umumnya terakumulasi dalam
hepar dan ginjal. Kadmium memiliki sifat karsinogen, mutagenik dan
1
2
teratogenik, bahkan pada konsentrasi yang rendah dapat menginaktifkan berbagai
aktivitas kerja enzim yang diperlukan sel (Rumahlatu dkk, 2012).
Usaha – usaha yang umum dilakukan untuk mengatasi pencemaran logam
berat yaitu secara fisik, kimiawi, dan biologi. Teknik remidiasi logam berat Cd
dalam penelitian ini dilakukan secara biologi dengan metode bioadsorpsi
menggunakan alfa selulosa sebagai bioadsorben, yang diisolasi dari sabut kelapa
hijau. Bioadsorpsi yaitu proses penyerapan yang menggunakan biomaterial
(biomassa dari tumbuhan yang telah mati) sebagai bioadsorben. Bioadsorben
memiliki kemampuan menyerap melalui pengikatan aktif dan pasif (Lestari dkk,
2012). Sabut kelapa merupakan hasil sampingan buah kelapa yang kaya akan
serat. Umumnya bagian – bagian buah kelapa yang dimanfaatkan hanya
tempurung, endosperm, dan air kelapa saja. Sabut memiliki proporsi lebih besar
yaitu 35% dari proporsi komponen lain buah kelapa (Saleh dkk, 2009).
Kurangnya pengoptimalan sabut kelapa menyebabkan sabut menjadi limbah,
yang menganggu estetika lingkungan.
Komponen dasar sabut kelapa terdiri dari selulosa, hemiselulosa dan lignin.
Selulosa merupakan salah satu komponen penyusun dinding sel tumbuhan.
Selulosa memiliki material padatan berpori sehingga mampu menyerap bahan –
bahan di sekelilingnya. Selulosa dibagi atas tiga jenis yaitu alfa selulosa, beta
selulosa, dan gamma selulosa. Penelitian ini akan mengisolasi alfa selulosa yang
tinggi dari sabut kelapa hijau sebagai bioadsorben logam berat kadmium karena
alfa selulosa dianggap sebagai penduga tingkat kemurnian selulosa.
3
B. Keaslian Penelitian
Penelitian Sumada dkk (2011), menunjukkan proses isolasi Alfa Selulosa
dari batang ubi melalui tahap delignifikasi dengan Na2SO3 20% (pH 11) dan
bleaching dengan H2O2 2% menghasilkan α-selulosa lebih besar dibandingkan
tahap delignifikasi dengan NaOH (pH 14) dan Na2SO4 20% (pH 9) dan bleaching
dengan NaOCl 5%. Ini dikarenakan larutan dengan pH besar (pH 14) dapat
melarutkan α-selulosa dan jika pH larutan kecil (pH 9) menyebabkan kelarutan
lignin dan ADF rendah.
Penelitian Safrianti dkk (2012) menggunakan selulosa jerami padi
melalui proses delignifikasi dengan NaOH 3% menunjukkan bahwa selulosa
yang teraktivasi asam nitrat 1 M dalam waktu kontak 90 menit mampu
mengadsorpsi logam berat timbal (Pb) sebesar 4,5 mg/g dibandingkan serbuk
jerami yang teraktivasi asam nitrat 0,2 dan 0,6 M.
Hasil penelitian Lestari dkk (2012) menunjukkan bahwa penambahan 20
mg serbuk eceng gondok mampu menurunkan kadar kadmium (Cd) pada air
sumur gali, sebesar 0,00231 mg/L atau 33,72% selama 60 menit dengan
kecepatan pengadukan 150 rpm. Hal ini dikarenakan serbuk eceng gondok
mengandung kadar selulosa tinggi yaitu 72,63%.
4
C. Rumusan Masalah
1. Berapakah konsentrasi yang efektif pada Alfa Selulosa terdelignifikasi
NaOH dan Alfa Selulosa terdelignifikasi Na2SO3 dalam bioadsorpsi logam
berat kadmium (Cd)?
2. Seberapa besar kemampuan yang dimiliki Alfa Selulosa sabut kelapa hijau
(Cocos nucifera L.) dalam bioadsorpsi logam berat kadmium (Cd)?
D. Tujuan Penelitian
1. Mengetahui konsentrasi Alfa Selulosa yang efektif antara alfa selulosa
terdelignifikasi NaOH dengan alfa selulosa terdelignifikasi Na2SO3 dalam
bioadsorpsi logam berat kadmium (Cd).
2. Mengetahui seberapa besar kemampuan Alfa Selulosa dalam bioadsorpsi
logam berat kadmium (Cd).
E. Manfaat
Penelitian ini diharapkan meningkatkan pengoptimalan penggunaan
limbah untuk mengatasi limbah khususnya limbah sabut kelapa hijau yang kaya
akan serat (Selulosa/Alfa Selulosa) untuk menurunkan pencemaran logam berat
kadmium (Cd) di perairan. Penelitian ini juga diharapkan menjadi promotor
pengembangan metode alternatif lain yang lebih mudah dan murah.